CASDAR Agroforesterie 2009-2011

CASDAR Agroforesterie 2009-2011 «Améliorer l Efficacité Agro-environnementale des Systèmes Agroforestiers» Responsable : Agroof Développement Groupe de Travail 5 Réglementations et communication Délivrable 5.5 Création d un module «exploitation dans le logiciel de simulation et d aide à la décision» Avec le soutien financier du Compte d Affectation Spécial pour le Développement Agricole et Rural (CASDAR) du Ministère de l Alimentation de l Agriculture et de la Pêche

SOMMAIRE INTRODUCTION... 3 PRESENTATION DU MODELE... 4 NAVIGATION ET STRUCTURE DU MODELE... 4 III.1. LA NAVIGATION DANS LE MODELE EST ORGANISEE 5 GRANDES PARTIES... 4 III.2. STRUCTURE GENERALE DU MODELE... 5 GESTION ET INTERFACE... 7 IV.1. PAGE D ACCUEIL DU MODELE... 7 IV.2. SE CONNECTER POUR CREER OU CONSULTER UNE SIMULATION... 7 EXEMPLE DU DEROULEMENT D UNE SIMULATION PAS A PAS... 9 TABLE DES FIGURES FIGURE 1 : ARBORESCENCE DU MODELE FARMSAFE VOLET PARCELLE... 5 FIGURE 2 : ARBORESCENCE DU MODELE FARMSAFE VOLET EXPLOITATION... 6 FIGURE 3 : LA PAGE D ACCUEIL... 7

I INTRODUCTION FarmSafe est le résultat d une histoire en trois étapes, fruit d une collaboration européenne. Le modèle FarmSafe a été conçu à partir du modèle Arbustra, développé sur le tableur Quattro Pro de 1993 à 1997. Arbustra avait été créé pour répondre à une demande concernant l étude de faisabilité de l agroforesterie en régions Midi-Pyrénées et Languedoc-Roussillon auprès de l INRA de Montpellier, puis avec la participation d Agroof. L objectif était d abord de simuler l impact économique de l agroforesterie sur un hectare de grande culture. Mais progressivement, Arbustra intègre de nouvelles modalités : passage de la parcelle à l exploitation, ajout d un module élevage et culture pérenne, prise en compte du temps de travail, puis des critères de rentabilité sur le long terme (valeurs actualisées). Les données de rendements sont calculées par des formules mathématiques simples intégrées dans le modèle, sans contrainte d objectif de production, dont les données de base sont entrées manuellement par l utilisateur. De 2001 à 2005, dans le cadre du projet européen SAFE, Arbustra est converti sous le tableur Excel et traduit en anglais (collaboration Université de Cranfield, APCA et Agroof). Il est alors renommé FarmSafe. Le module rentabilité est enrichi de nouveaux résultats mais peu de nouveautés sont ajoutées. Les modules élevage et culture pérenne disparaissent car le projet SAFE ne concernait que les grandes cultures. Par contre, l évolution des capacités des ordinateurs permettent des simulations plus faciles en utilisation mémoire et permettent l enregistrement d un grand nombre de données pour les scénarios à tester. Si FarmSafe peut enregistrer différents scénarios, le modèle ne peut toutefois calculer de simulations que pour un seul scénario à la fois. La sauvegarde des scénarios se fait par enregistrement du fichier (volumineux) sur disque dur. Aucune comparaison de scénarios n est possible dans l utilisation directe du modèle. Parallèlement à FarmSafe, est créé un second modèle, LER SAFE dont l objectif de calculer les évolutions de rendements des cultures intercalaires, pour des croissances d arbres données. Les rendements sont calculés sous la contrainte d un objectif d efficacité en termes de Land Equivalent Ratio ou Surface Equivalent Assolée (SEA) en français. On abordera le mode de calcul un peu plus loin. A partir de 2006, Farmsafe est repris par Agroof afin d être développé pour une utilisation en version française sur internet sous forme de pages HTML et de scripts (PHP) dans une base de données (MySQL). Il intègre alors le module LER Safe, permettant de générer des chroniques de rendements cultures et arbres directement dans FarmSafe. Ce module est enrichi par l introduction de plantation multi-espèces et la prise en compte du type de culture (distinction culture hiver et printemps, cultures fourragères pérennes, couvertures végétales). Différents modules sont enrichis (aide à la décision pour le choix des espèces, description du module culture, etc). Il devient possible également de comparer plusieurs scénarios entre eux. Enfin, une interface conviviale est créée, permettant la gestion des utilisateurs et la protection des données par des modérateurs.

II PRESENTATION DU MODELE Le principe du modèle est de permettre à l utilisateur de prédire les résultats possibles de son projet agroforestier en termes de rendement, temps de travail, trésorerie et rentabilité. Des fonctions avancées permettent d évaluer la valeur patrimoniale du projet, de tester différents paramètres important par des études de sensibilité et d affiner le projet par des calculs d optimisation en fonction de critères technicoéconomiques. Les résultats sont affichés à trois échelles : l hectare, la parcelle et l exploitation. Suite à un manque de temps et de moyen, le module exploitation est encore incomplet. Son analyse a été menée à bien, l architecture du logiciel est prête mais sa programmation reste encore à finaliser. III NAVIGATION ET STRUCTURE DU MODELE Le modèle permet de simuler un projet agroforestier à l échelle d une parcelle ou de l exploitation. Ce scénario agroforestier est comparé par défaut au scénario agricole de base mais peut également être comparé avec un scénario de boisement pur (type boisement de terre agricole). III.1. LA NAVIGATION DANS LE MODELE EST ORGANISEE 5 GRANDES PARTIES L accueil Une interface conviviale d introduction (présentation de l agroforesterie, connexion à des liens externes et gestion des utilisateurs) La définition des scénarios pour des exploitations définies Différentes fenêtres permettant la définition des scénarios à partir de données provenant exclusivement de l utilisateur. Ces données sont les données de base permettant la création d un scénario : description de l exploitation et du système de production, du projet agroforestier prévu (surface, essences, etc). Un tableau de bord permet de gérer les scénarios définis. Les paramètres avancés utilisateur Un onglet paramètres avancés permet d affiner les scénarios. Ces paramètres et données sont accessibles à tout utilisateur mais sont généralement réservés à des utilisateurs avertis (ex : temps de travail pour les interventions sur les tailles et élagages, prix du bois, etc.). La modification de ces données est possible et n influent que les simulations de l utilisateur. Les paramètres réservés Un onglet paramètres super utilisateurs, n est accessible qu aux gestionnaires du site. Il s agit du paramétrage des équations mathématiques utilisées pour le calcul des productions ou du niveau d interaction arbres/cultures. La modification de ces données affecte l ensemble des utilisateurs du modèle. Les résultats Un onglet est dédié à la présentation des résultats de la simulation. A ce niveau, il est possible d exporter des données obtenues.

III.2. STRUCTURE GENERALE DU MODELE 1.1 Données Générales de l exploitation 1.2 Composition du scénario (Culture, Arbre, Niveau d interaction, Gestion) 2. Générer les séries de rendement Rendements des cultures pures et associées sur la durée de rotation retenue 3. Les résultats économiques à la parcelle (unité: hectare) Exportation des résultats Figure 1 Arborescence du modèle FarmSafe Volet parcelle Après une présentation globale de l exploitation (lieu, nom, description du parcellaire avec accent mis sur les parcelles concernées par le projet de plantation), l utilisateur définit son scénario agroforestier. Ce scénario est la combinaison de 4 sous-modules : un module culture, un module arbre, un module économique et enfin un module définissant le niveau d interaction entre les cultures et les arbres. Ce dernier est issu du modèle Ler- Safe réalisé sur tableur lors du projet SAFE. Il permet de générer les rendements obtenus pour les cultures et les arbres dans le scénario agroforestier, à partir d un niveau de SEA (Surface Equivalent Assolée ou LER - Land Equivalent Ratio en anglais) calculé par défaut ou indiqué par l utilisateur. La valeur par défaut est calculée en fonction des principales caractéristiques pédoclimatiques des parcelles concernées. Cette valeur moyenne pourra faire l objet d une étude de sensibilité, afin de prédire les rendements dans des conditions de compétition arbre-culture différentes. L utilisateur pourra par exemple simuler des situations de facilitation (SEA élevée) ou de compétition (SEA faible) entre les cultures et les peuplements d arbres. A l avenir, on pourra imaginer le calcul de cette valeur directement par le modèle Hi-sAFe. Zoom sur le module de prédiction des rendements Le module de prédiction des rendements agroforestiers est constitué par un générateur de rendements agroforestiers, capable de prédire les rendements des cultures intercalaires et des arbres en tenant compte des conditions pédoclimatiques locales et des rendements de référence de l exploitation. Il pourra être validé grâce au modèle biophysique d interactions arbres-cultures Hi-sAFe mis au point par le projet Européen SAFE. Ce modèle doit générer les Surfaces Equivalentes Assolées (SEA) du système agroforestier pour différentes associations d arbres et de culture, dans les différentes conditions pédoclimatiques françaises de référence. Pour cela, il faut faire trois simulations : une simulation de la culture pure, une simulation d un peuplement forestier pur, et une simulation de la scène agroforestière. Rappelons la définition de la SEA : SEA = RR culture + RR arbre soit SEA = Ac + Aa Pc Pa où : A c et A a sont les rendements des cultures et des arbres en association, P c et P a les rendements des cultures et des arbres en peuplement pur. RR est le rendement relatif. Lorsque la SEA d une association agroforestière est connue, il est possible de reconstituer les chroniques de rendements des cultures et de croissance des arbres sur toute la révolution, de la plantation à la récolte des arbres. Ce sont ces données qui sont indispensables pour alimenter le modèle de simulation micro-économique qui est le cœur du modèle d aide à la décision. Les données de production sont exportées ensuite dans le module de calcul économique à l échelle de la parcelle (étape 3). Avant cette étape, un module d exportation ou de sauvegarde des scénarios est prévu.

Dans l onglet résultat, il est possible de réaliser des calculs de sensibilité et d optimisation à l échelle de la parcelle. 3. Les résultats économiques à la parcelle (unité: hectare) Scénario 1 à n (sélection de scénario ) Ajout de scénario économique possible 4. Simulation scénario à l échelle de l exploitation: Calcul des résultats en production, en revenu et rentabilité Exportation des résultats 5. Etude de sensibilité sur paramètre à l échelle de la parcelle ou de l exploitation Figure 2 : Arborescence du modèle FarmSafe Volet exploitation Une fois définis les scénarios pour chaque parcelle potentiellement mobilisable pour un projet agroforestier, l utilisateur peut passer à la simulation à l échelle de l exploitation (étape 4). Les résultats technicoéconomiques à l échelle parcellaire sont exportés dans le module de gestion du projet exploitation. A ce niveau, l utilisateur devra notamment déterminer la surface totale plantée, le choix des parcelles prioritaires ainsi que l échéancier prévu. L étape 5 prévoit les calculs de sensibilité et d optimisation technico-économiques à l échelle de l exploitation.

IV GESTION ET INTERFACE Le choix retenu qui a consisté à implémenter les tables et macros EXCEL sous forme de pages HTML et de scripts (PHP) dans une base de données (MySQL) permet une convivialité impossible à obtenir sous tableur. Cette architecture informatique permet une centralisation des mises à jour, et une accessibilité depuis n'importe quel ordinateur avec accès à internet à la dernière version. Toute modification est immédiatement disponible pour tous les utilisateurs, y compris les débuggages ou un changement de données dans les tables de données de références. La présentation du modèle est bien entendu la plus conviviale possible pour rendre la navigation simple et logique pour un utilisateur non averti. Un système d aide en ligne sera disponible après la série de tests définitifs en cours. IV.1. PAGE D ACCUEIL DU MODELE Figure 3 : La page d accueil a été réalisée comme un portail afin de la lier à d autres informations ou liens d intérêt. Il est prévu de relier le modèle à des informations plus générales (définition de l agroforesterie, réseau des parcelles expérimentales en cours, diaporamas, etc). Il est possible d y aborder certains enjeux comme la protection des ressources en eau par ex. Outre ses fonctions de simulation du projet, le modèle permettra un accès direct à des fonctionnalités externes comme la base de données des sites expérimentaux Ces fonctions permettront à l utilisateur d affiner certains choix techniques par visualisation sur diaporama ou contact direct avec des acteurs de l agroforesterie dont le ou les projets se rapprocheraient de celui de l utilisateur. IV.2. SE CONNECTER POUR CREER OU CONSULTER UNE SIMULATION La connexion au modèle permet d identifier l utilisateur, de préciser certains paramètres propres à ce dernier qui permettront de générer des données par défaut (ex zone bioclimatique) et de sauvegarder ses scénarios par la suite.

Chaque utilisateur a un mot de passe qui permet une identification personnelle ainsi qu une protection de ses données. On distingue un utilisateur classique d un «super utilisateur» qui a accès aux paramètres de programmation du logiciel. Une fois le mot de passe entré, l utilisateur précise grâce à une carte d Europe, le pays, puis la région et enfin la commune. Toutes ces données permettent de sélectionner des données par défaut (par exemple des réglementations spécifiques). S il le souhaite, il peut entrer ses coordonnées personnelles pour avoir accès à des informations papier le cas échéant (livret d aide à la simulation). (en cours de rédaction)

V EXEMPLE DU DEROULEMENT D UNE SIMULATION PAS A PAS Dans la fenêtre tableau de bord, l utilisateur détermine une ou plusieurs exploitations puis le nombre de parcelles potentiellement intéressantes pour un projet agroforestier. Un module décrit les caractéristiques pédoclimatique de chaque parcelle. A terme, il est prévu de créer un module graphique parcellaire, calqué sur les plans fournis dans les déclarations PAC. L utilisateur décrit ensuite un ou plusieurs scénarios par parcelle. Un scénario est la composante de 4 modules (ou sousres, SEA et Gestion. scénario): cultures, arbres, L utilisateur peut déterminer un ou plusieurs sousscénarios par module, qu il enregistre au fur et à mesure. Toutes les données entrées ici sont des données facilement accessibles par l utilisateur car elles concernent son exploitation et son projet de plantation. Lui seul peut donc les rentrer, comme par ex les rendements de ses cultures ou le nombre d hectare qu il souhaite planter... Dans le module culture, l utilisateur renseigne ses itinéraires techniques et les rendements obtenus pour ses cultures. Ce module ne concerne que les cultures pures et non les cultures intercalaires. Dans l onglet coût variable est détaillé l ensemble des charges pour chaque culture, dont le poste engrais qui peut faire l objet d une étude de sensibilité dans le cadre d un projet Protection de Zone de Captage L objectif de rendement n est pas le même et peut faire l objet d une production à part (par ex Blé de Printemps Bio ou Réduit en amendement). Le modèle ne calcule pas l effet fet d une diminution de l azote. C est à l utilisateur d indiquer les objectifs de rendement

Dans le module arbres, l utilisateur renseigne les écartements et nombre d arbres plantés et les essences choisies (proposées par défaut selon la région bioclimatique et les caractéristiques de la parcelle). Il indique également les options de mise en culture propres à la pratique de la culture intercalaire (largeur initiale cultivée, distance arbres-cultures, etc.). L ensemble des interventions techniques ou des dépenses d investissement liées aux arbres sont à indiquer, comme par exemple le prix des plants et des fournitures. Pour certaines données plus délicates, des valeurs par défaut sont proposées (par exemple pour les éclaircies pratiquées). Dans le module SEA, le logiciel indique une valeur par défaut en fonction des caractéristiques pédoclimatiques et de la culture intercalaire. L utilisateur peut indiquer des valeurs différentes pour tester des interactions arbres-cultures plus ou moins fortes. Et sauvegarder chaque valeur pour en faire un sous-scénario scénario à part entière. Dans le dernier module, le module Gestion, l utilisateur indique qui fait quoi en termes d intervention sur les arbres, depuis la plantation jusqu à la coupe des arbres. Les travaux peuvent être réalisés par l agriculteur, une entreprise ou un prestataireaire de service (fermier pour le compte d un propriétaire par exemple). En fonction des choix indiqués, le coût des interventions est indiqué. Une fois toutes les données entrées, les scénarios sont choisis et enregistrés par l utilisateur (combinaison des 4 sous-scénarios). scénarios). Ensuite, l utilisateur revient automatiquement au tableau de bord, d où il peut visualiser l ensemble des parcelles de son exploitation et les scénarios retenus pour chacune d entre elles.

Un accès est possible pour les données avancées. Les données avancées sont les données pas forcément connues des utilisateurs et qui sont inscrites ici par défaut. Il s agit par exemple du temps de travail par intervention sylvicole et par essence. Pour le super utilisateur,, un accès est réservé ici pour entrer les paramètres de programmation (paramètres des courbes logistiques, paramètres SEA, etc ) Depuis le tableau de bord, l utilisateur sélectionne un ou deux scénarios et clique alors sur le bouton simulation pour accéder aux résultats. Dans l onglet résultat, il visualise les résultats de ses scénarios. Grâce à la fenêtre de gauche, il déroule les résultats à afficher sur la droite de l écran par simple clic. Les résultats s affichent dans l ordre suivant : production, temps de travail, trésorerie, rentabilité.